Stauseen der Schweiz: Landschaften als Speicher

Eine Talsperre hält Wasser in einem natürlichen Tal zurück. Entscheidend für die Energie ist nicht nur die Wassermenge, sondern auch die Fallhöhe bis zur Turbine. Ein hoch gelegener Speicher kann Wasser zu einem Kraftwerk weit tiefer im Tal führen. Das erklärt, warum Staumauer, See und Maschinenhaus oft nicht direkt nebeneinander liegen.

Das gesamte Volumen ist nicht vollständig nutzbar. Ein Teil liegt unterhalb der betrieblichen Entnahme, ein Teil bleibt als Reserve oder ist durch Sedimente eingeschränkt. Für den Betrieb zählt der nutzbare Speicher zwischen festgelegten Höhen. Ein tiefer Wasserstand kann daher saisonal geplant sein und ist nicht automatisch ein Notfall.

Laufkraftwerke nutzen den gerade verfügbaren Flussabfluss und besitzen nur begrenzten Speicher. Speicherkraftwerke halten Wasser zurück und produzieren dann, wenn Energie benötigt wird. Pumpspeicherwerke können Wasser mit überschüssigem Strom wieder in ein höheres Becken pumpen und später erneut turbiniert ablassen.

Der Sihlsee zeigt eine Mischform in einer bewohnten Voralpenlandschaft: Das Etzelwerk nutzt ihn als Oberbecken und kann zusätzlich Wasser aus dem Zürichsee hochpumpen. Alpine Grossspeicher wie der Lac des Dix arbeiten mit sehr grossen Fallhöhen und Einzugsgebieten, die durch Stollen erweitert sein können.

Natürliche Seen reagieren auf Zu- und Abfluss; Stauseen zusätzlich auf den Kraftwerksbetrieb. Im Sommer wird Schmelz- und Niederschlagswasser gespeichert, im Winter häufig stärker genutzt. Kurzfristig verändern Produktions- und Pumpzyklen den Wasserstand. Darum ist der saisonale Median eines Stausees anders zu interpretieren als jener eines unregulierten Sees.

Sicherheit wird nicht allein am sichtbaren Pegel beurteilt. Der Bund beaufsichtigt grosse Stauanlagen nach technischen Kriterien. Messungen an Bauwerk und Untergrund, betriebliche Vorschriften und Notfallplanung gehören zum System. Seepegel-Daten können den Wasserstand zeigen, ersetzen aber keine Betreiber- oder Behördeninformation.

Stauseen liefern erneuerbaren, zeitlich steuerbaren Strom und können je nach Anlage weitere Aufgaben übernehmen. Gleichzeitig unterbrechen Mauern den Transport von Fischen und Geschiebe, verändern Abflussregime und überfluten Lebens- oder Kulturräume. Restwasser, Fischwanderung und Sedimentmanagement sind deshalb keine Nebenthemen, sondern Teil moderner Wasserkraftpolitik.

Am Lac des Dix wird deutlich, wie viel von einem Stausee unterirdisch verborgen bleibt. Grande Dixence sammelt Wasser aus einem Gebiet von rund 420 Quadratkilometern. Nach Angaben der Betreiberin verbinden etwa 100 Kilometer Stollen zahlreiche Wasserfassungen mit dem Speicher; das System reicht bis in Gebiete um Matterhorn und Mischabel. Wer nur vom Seeufer zu den umliegenden Hängen blickt, sieht deshalb nicht das gesamte Gebiet, das den See speist. Technische Zuleitungen können natürliche Wasserscheiden überwinden. Regen oder Schneeschmelze in einem benachbarten Tal können wichtig sein, obwohl auf der normalen Gewässerkarte kein Bach von dort direkt in den See führt.

Nicht jede Talsperre ist einfach ein Kraftwerk mit See. Das Schweizerische Talsperrenkomitee nennt neben Stromproduktion auch Wasserversorgung, Bewässerung sowie Hochwasser- und Geschieberückhalt als Aufgaben. Die Rückhaltesperre Orden bei Maloja dient beispielsweise dem Hochwasserschutz. Ein Becken kann mehrere Nutzungen verbinden: Wasser lässt sich zunächst turbinieren und danach zur Bewässerung verwenden. Darum lautet eine wichtige Frage: Wofür wird gerade dieser Speicher betrieben? Ein zeitweise wenig gefülltes Rückhaltebecken ist anders zu lesen als ein für den Winter bewirtschafteter Energiespeicher.

Mit den Zuflüssen gelangen Steine, Kies und feinere Partikel in einen Stausee. Ablagerungen beanspruchen nach und nach Raum, der nicht mehr für Wasser verfügbar ist. Die ETH Zürich untersucht deshalb, wie sich diese Verlandung begrenzen lässt. Sedimentumleitstollen können bei Hochwasser einen Teil des Materials am Speicher vorbeiführen. Am Solis-Stausee in Graubünden wies die Forschung bei entsprechender Betriebsweise eine Verringerung der jährlichen Verlandung um mehr als 80 Prozent nach. Das ist ein Ergebnis für diese Anlage, kein pauschaler Wirkungsgrad. Entscheidend sind Bauwerk, Wasserstand, Zufluss und Betriebszeitpunkt.

Die Technik löst nicht alle Aufgaben auf einmal. Material, das durch einen Umleitstollen strömt, kann dessen Sohle stark abschleifen; feine Partikel in Triebwasserwegen beanspruchen Turbinen. Die ETH untersuchte deshalb widerstandsfähige Stollenauskleidungen und bessere Absetzbecken. Nicht allein die Staumauer altert: Auch der nutzbare Raum und die Wasserwege verändern sich. Ein Pegel zeigt die Höhe der Oberfläche, aber nicht, wie viel Sediment darunter liegt. Langfristige Speicherbewirtschaftung braucht Messungen und Unterhalt an mehreren Stellen des Systems.